摘要： 隨著建筑結構新規(guī)范全面頒布，新規(guī)范在工程設計已全面開始，這對于如何在工程設計中正確應用理解規(guī)范條文，正確選擇設計軟件及合理選取設計參數顯得尤為重要。

　　關鍵詞： SATWE 規(guī)范

　　一、前言：

　　隨著建筑結構新規(guī)范全面頒布，新規(guī)范在工程設計已全面開始，這對于如何在工程設計中正確應用理解規(guī)范條文，正確選擇設計軟件及合理選取設計參數顯得尤為重要。

　　二、明確幾個概念：

　　1、“多塔結構”與“分縫結構”的區(qū)別：

　　（1）“塔”的概念：這里的塔是個工程概念，指的是四邊都有迎風面且在水平荷載作下可獨自變行的建筑體部。將多個塔建同一個大底盤體部上，叫多塔結構。

　　（2）多塔結構的定義：對與大底盤多塔結構、巨型框架結構，如果把裙房部分按塔的形式切開計算，則裙房部分誤差較大，且各塔的相互影響無法考慮。因此，程序采用了分塊平面內無限剛的假定以減少自由度，且同時考慮塔與塔的相互影響。對于多塔結構，各剛性樓板的信息程序自動定義。但其包含區(qū)域需由用戶定義。

　�。�3）分縫結構：在一個大的建筑體部里，因設伸縮縫、沉降縫、抗震縫，分成了若干小的建筑體部，叫分縫結構。分縫結構與多塔結構區(qū)別是四邊中有的邊不是迎風面。

　�。�4）對分縫結構各塊要分開計算。

　�。�5）多塔結構新規(guī)范條文注意事項：第一扭轉周期與第一平動周期的比值限值、最大位移平動位移的比值限值，對多塔結構特別注意，目前程序是不對的，不能直接采用，必須將多塔結構分搭計算，方可判斷兩者的比值。

　　2、“剛性樓板”與“彈性摟板”

　�。�1）剛性樓板是是指平面內設定為剛度無限大，內力計算時不考慮平面內外變形，與板厚無關，程序默認樓板為剛性樓板。

　�。�2）彈性摟板：必需以房間為單元進行定義，與板厚有關，分以下三種情況：

　　彈性摟板6：程序真實考慮樓板平面內、外剛度對結構的影響，采用殼單元，原則上適用于所有結構。但采用彈性摟板6計算時，樓板和梁共同承擔平面外彎矩，其結果梁的配筋偏小，樓版承擔的平面外彎矩計算配又未考慮，此外計算工做量大，因此該模型僅適用板柱結構。

　　彈性摟板3：程序設定樓板平面內剛度為無限大，而僅考慮平面外剛度對結構的影響，采用殼單元，因此該模型僅適用厚板結構。

　　彈性膜：程序真實考慮樓板平面內剛度，而假定平面外剛度為零。采用膜剪切單元，因此該模型適用鋼樓板結構。

　　注意：

　　（1） 彈性摟板僅適用于高層鋼筋混凝土結構。

　�。�2） 不適用于多層鋼筋混凝土結構及鋼結構建筑。

　　（3）多層鋼筋混凝土結構及鋼結構建筑中存在有彈性摟板時，可近似的按開洞處理，但要注意人工將荷載分配到周邊梁上。

　　3、有關振型的幾個概念

　　（1）振型參與系數：每個質點質量與其在某一振型中相應坐標乘積之和與該振型的主質量（或者說該模態(tài)質量）之比，即為該振型參與系數。

　�。�2）振型的有效質量：這個概念只對于串連剛片系有效（即基于剛性樓板假定的，不適用于一般構），某一振型的某一方向的有效質量為各個質點質量與該質點在該一振型中相應方向對應坐標乘積之和的平方。

　�。�3）有效質量系數：如果計算時只取了幾個振型，那么這幾個振型的有效質量之和與總質量之比即為有效質量系數。用于判斷參與參與振型數足夠與否，并將用于程序。

　�。�4）振型參與質量：某一振型的主質量（或者說該模態(tài)質量）乘以該振型的參振型與系數的平方，即為該振型的振型參與質量。

　�。�5）振型參與質量系數：由于有效質量系數只適用于剛性樓板假定，《高規(guī)》5.1.13條及《抗規(guī)》5.2.2條文說明，提出了用振型參與質量系數來判斷參與振型數足夠與否的方法。即選定振型個數的振型參與質量之和與總質量之比即為振型參與質量系數。這種方法適用于剛性樓板假定，也適用于彈性樓板。

　　4、總剛與側剛的概念

　�。�1）總剛：就是用結構的總剛陣和與之相對的質量陣按振型疊加法求解結構的周期及振型。結構的總剛陣即為結構靜力分析時形成的結構總剛度矩陣。自由度數為N的高層結構，結構的總剛度矩陣為N階方矩陣，若定義有較大范圍多的彈性樓板或有較多的不與樓板相連構件時，可準確分析出結構每層每根構件的空間反應，可發(fā)現結構的剛度突變部位，連接薄弱的構件以及數據有誤的部位。缺點是計算量大，費時長。

　�。�2）側剛：在高層結構分析中，為了提高分析效率，對于引入樓板平面內無限剛或分塊無限剛，平面外剛度為零的假定后，采用一種簡化計算方法，可已大大降低結構的自由度，使得結構每層只有3個獨立的平動自由度，這就是側剛的方法。優(yōu)點是分析效率高，誤差在允許范圍。

　　（3）若平面沒有布置彈性樓板且沒有不與樓板相連構件的工程，側剛、總剛的結果是一致的。

　　5、抗震措施與抗震構造措施概念

　�。�1）抗震措施：是指除地震作用計算和抗力計算以外的設計內容，包括建筑總體布置，結構選型，地基抗液化措施，考慮概念設計要求對地震作用效應（內力及變形）的調整，以及各種構造措施。

　�。�2）抗震構造措施：是指根據抗震概念設計的原則，一般不需計算而對結構和非結構各部分所采取的細部構造，如鋼筋錨固、塔接，混凝土保護層，最小配筋率等。“抗震措施”涵蓋了“抗震構造措施”，請注意：抗震等級劃分屬“抗震措施”。

　　6、有關高層建筑超限的審查規(guī)定：建設部第111號令2002年7月25日頒發(fā)《超限高層建筑工程抗震設防管理規(guī)定》，所謂的超限高層建筑，是指：超出現行規(guī)范、規(guī)程的適應高度和適應結構類型的高層建筑工程，體型特別不規(guī)則的建筑工程，高位轉換層（8度3層以上、7度5層以上）及有關規(guī)范、規(guī)程規(guī)定應當進行抗震專項審查的高層建筑。

　　注意：取消了對于高寬比超限時審查要求，高層建筑的高寬比，是對結構剛度、整體穩(wěn)定及經濟合理性的宏觀控制。

　　彈性摟板6：程序真實考慮樓板平面內、外剛度對結構的影響，采用殼單元，原則上適用于所有結構。但采用彈性摟板6計算時，樓板和梁共同承擔平面外彎矩，其結果梁的配筋偏小，樓版承擔的平面外彎矩計算配又未考慮，此外計算工做量大，因此該模型僅適用板柱結構。

　　彈性摟板3：程序設定樓板平面內剛度為無限大，而僅考慮平面外剛度對結構的影響，采用殼單元，因此該模型僅適用厚板結構。

　　這對于SATWEK參數中，梁的剛度取值是否為1.

　　三、設計參數的合理選取

　　1、抗震等級的確定：鋼筋混凝土房屋應根烈度、結構類型和房屋高度的不同分別按〈抗規(guī)〉6.1.2條或〈高規(guī)〉4.8條確定本工程的抗震等級。但需注意以下幾點：

　�。�1）上述抗震等級是“丙”類建筑，如果是“甲”、“乙”、“丁”類建筑則需按規(guī)范要求對抗震等級進行調整。

　�。�2）接近或等于分界高度時，應結合房屋不規(guī)則程度及場地、地基條件慎重確定抗震等級。

　�。�3）當轉換層〉=3及以上時，其框支柱、剪力墻底部加強部的抗震墻等級宜按〈抗規(guī)〉6.1.2條或〈高規(guī)〉4.8條查的抗震等級提高一級采用，已為特一級時可不調整。

　�。�4）短肢剪力墻結構的抗震等級也應按〈抗規(guī)〉6.1.2條或〈高規(guī)〉4.8條查的抗震等級提高一級采用……但注意對多層短肢剪力墻結構可不提高。

　�。�5）注意：鋼結構、砌體結沒有抗震等級。計算時可選“5”，不考慮抗震構造措施。

　　2、振型組合數的選�。涸谟嬎愕卣鹆�時，振型個數的選取應是振型參與質量要達到總質量90%以上所需要振型數。但要注意以下幾點：

　�。�1）振型個數不能超過結構固有的振型總數，因一個樓層最多只有三個有效動力自由度，所以一個樓層也就最多可選3個振型。如果所選振型個數多于結構固有的振型總數，則會造成地震力計算異常。

　�。�2）對于進行耦聯計算的結構，所選振型數應大于9個，多塔結構應更多些，但要注意應是3的倍數。

　�。�3）對于一個結構所選振型的多少，還必需滿足有效質量系列化大于90%.在WDISP.OUT文件里查看。

　　3、主振型的判斷；

　　（1）對于剛度均勻的結構，在考慮扭轉耦聯計算時，一般來說前兩個或前幾個振型為其主振型。

　�。�2）對于剛度不均勻的付雜結構，上述規(guī)律不一定存在，此時應注意查看SATWE文本文件“周期、振型、地震力”WZQ.OUT.程序輸出結果中，給出了輸出各振型的基底剪力總值，據此信息可以判斷出那個振型是X向或Y向的主振型，同時可以了解沒個振型對基底剪力的貢獻大小。

　　4、地震力、風力的作用方向：結構的參考坐標系建立以后，所求的地震力、風力總是沿著坐標系的方向作用。但設計者注意以下幾種情況：（1）設計應注意查看SATWE文本文件“周期、振型、地震力”WZQ.OUT.輸出結果中給出了地震作用的最大方向是否與設計假定一致，對于大于150度時，應將此方向輸入重新計算。

　�。�2）對于有有斜交抗側力構件的結構，當大等于150度時，應分別計算各抗力構件方向的水平地震力。此處所指交角是指與設計輸入時，所選擇坐標系間的夾角。

　�。�3）對于主體結構中存在有斜向放置的梁、柱時，也要分別計算各抗力構件方向的水平地震力。

　　5、周期折減系數：高規(guī)3.3.17條規(guī)定：當非承重墻體為填充磚墻時，高層建筑結構的計算自振周期折減系數，可按下列規(guī)定取值。

　�。�1）框架結構 0.6—0.7；框架—剪力墻結構0.7—0.8；剪力墻結構 0.9—1.0；短肢剪力墻結構 0.8—0.9.

　�。�2）請大家注意：周期折減是強制性條文，但減多少則不是強制性條文，這就要求在折減時慎重考慮，既不能太多，也不能太少，因為折減不僅影響結構內力，同時還影響結構的位移。

　　6、活荷載質量調整系數：該參數即為荷載組合系數�？砂础犊挂�(guī)》5.1.3條取值。注意該調整系數只改變樓層質量，不改變荷載總值，即對豎向荷載作用下的內力計算無影響，

　　7、關于柱長計算系數《混規(guī)》7.3.11條規(guī)定了三種情況下柱計算長度的選取，設計者應根據實際情況區(qū)別對待。

　　程序默認是7.3.11-2情況。

　　8、關于阻尼比：不同的結構有不同的阻尼比，設計者應區(qū)別對待：鋼筋混凝土結構：0.05小于12層綱結構：0.03大于12層綱結構：0.035綱結構：0.05

　　9、關于梁的幾個調整系數

　�。�1）剛度調整系數Bk：梁的剛度調整，主要是考慮現澆樓板對梁的剛度貢獻，樓板與梁按T形共同工作。而程序是按矩形取，所以可以考慮梁的剛度放大。一般可取1.5—2.0，但對預制樓板、板柱結構的等代梁取1.0，注意剛度調整系數對連梁不起作用。

　�。�2）梁端負彎矩調整系數：框架梁在豎向荷載作用下梁端負彎矩調整系數，是考慮梁的塑性內力重分布。通過調整使梁端負彎矩減小，跨中正彎矩加大（程序自動加）。梁端負彎矩調整系數一般取0……85.注意：1：程序隱含鋼梁為不調幅梁。2：不要將梁跨中彎矩放大系數與其混淆。

　　（3）梁彎矩放大系數Bm：當不計算活載或不考慮活載不利布置時，可通過此參數調正梁在恒、活載作用下的跨中正彎矩，一般取1.1—1.2.在選用時注意：如果活載考慮不利布置時則此系數取1.0.

　　（4）連梁剛度折減系數BLz：主要是指那些與剪力墻一端或兩端平行連接的梁，由于梁兩端往往變位差很大，剪力就會很大，所以很可能出現超筋。這就要求連梁在進入塑性狀態(tài)后，允許其卸載給剪力墻，而剪力墻的承載力往往較大，因此這樣的內力重分布是可以的。一般取0.55—0.7.注意：如連梁的跨高比大于等于5時，建議按梁輸入，因此時梁往往是受彎為主，剛度不應折減。

　�。�5）梁扭矩折減系數Tb：是針對新規(guī)范的梁抗扭設計而設的，由于目前梁在整體結構中的扭轉問題研究的還不多，樓板對梁平面外究竟有多大約束作用，還不十分清楚，所以程序給出的范圍較大0.4—1.0，建議取0.4.注意：程序規(guī)定對于不與剛性樓板相連的梁及弧梁不起作用。

　　10、關于頂部小塔樓放大系數：

　�。�1）對于頂部帶有小塔樓的結構，在動力分析中，可能會出現鞭梢效應，即二次共振，這對很不利。實際計算過程中。如果參與振型選的足夠多時，則可不再調整頂部小塔樓的地震力。如果參與振型選的不夠多時，則可按下列要求調整頂部小塔樓的地震力：計算模型 振型個數放大系數非耦聯 3 <=NMODE <6 3.0非耦聯 6<= NMODE<= 9 1.5耦聯 9<= NMODE <12 3.0耦聯 12<=NMODE<=16 1.5

　�。�2）對于頂層帶有空曠大房間或為輕鋼結構的房屋，不宜視為突出屋面的小塔樓，并采用底部剪力法乘以憎大系數的方法計算地震作用效應，而應視為結構體系的一部分，用振型分解法計算。

　　11、關于質量偶然偏心：國外多數抗震規(guī)范認為，需要考慮由于施工、使用等因素所引起的質量偶然偏心或地震地面運動扭轉分量的不利影響。我國新規(guī)范也考慮了這一因素。

　�。�1）《高規(guī)》3.3.3條要求：計算單向地震作用時應考慮質量偶然偏心的影響，每層質心沿垂直于地震作用方向的偏移值可取建筑物總長的5%；而《抗規(guī)》5.2.3條要求規(guī)則結構不進型扭轉耦聯計算時，平行于地震作用方向的兩個邊榀，其地震作用效應乘以增大系數。新程序按《高規(guī)》執(zhí)行，主要是因為：考慮耦聯對任何結構都適用；依靠程序自行確定邊榀框架也較困難。

　　（2）對于不規(guī)則結構必須選此項，主要用來判斷結構平面的規(guī)則性，見《高規(guī)》4.3.5條。特別注意此時，必須對所有樓層強制采用“剛性假定”，執(zhí)行這一開關后，所計算的地震力、桿件內力均不能用，僅僅用來判斷樓層的最大水平位移與層間位移比值。

　　注意：對一個不規(guī)則結構，帶彈性板的結構應計算兩遍。一是強制樓板“剛性假定”控制位移，二是按真實情況計算地震力、桿件內力。

　　12、關于雙向地震的扭轉效應：

　　（1）《抗規(guī)》5.1.1條及《高規(guī)》3.3.2條要求：質量與剛度分布明顯不對稱、不均勻的結構，應計算雙向水平地震作用下的扭轉影響，現在程序是按主方向的彎矩、剪力和軸力按0.85開平方。即：S2XY=SX2+（0.85SY）2.S2YX=SY2+（0.85SX）2.

　　（2）當計算雙向水平地震作用下的扭轉影響時，程序允許同時考慮質量偶然偏心及雙向地震作用，此時僅對無偏心的地震作用效應進行雙向水平地震作用計算。當然兩者也可不同時考慮。

　�。�3）《高規(guī)》3.3.3條要求：“計算單向地震作用時應考慮偶然偏心的影響力”；而條文說明：“當計算雙向地震作用時，可不考慮質量偶然偏心的影響”。

　　13、關于樓層剛計算方法的選�。撼绦蚪o出了三種計算方法，三種計算方法可能給出差別較大的剛度比，所以設計應根據工程的實際情況做出正確選擇，可按下列原則選�。�

　�。�1）剪切剛度：即《高規(guī)》附錄E.0.1建議的方法。對于底層大空間層數為——層時，可近似采用轉換層上、下結構的等效剪切剛度比表示轉換層上、下結構的剛度變化。此時可近似只考慮剪切變形的影響，適用于多層（砌體、底框），不帶轉換層的剪力墻結構也宜選用此項。

　�。�2）剪彎剛度：即《高規(guī)》附錄E.0.2建議的方法（是按有限元法，通過加單位力計算的）。對于底層大空間層數大于——層時，可近似采用轉換層上、下結構的等效剪切剛度比表示轉換層上、下層的剛度變化，此時同時考慮結構剪切變形和彎曲變形的影響，適用于帶斜撐的鋼結構、不帶轉換層的框架——剪力墻結構也宜選用此項。

　�。�3）地震剪力與地震層間位移比值：即《抗規(guī)》建議的方法。，適用于其它多層結構。

　　注意：

　　1：上述三種方法計算剛度的含義是不同的，差異較大。如果僅有一個標準層的簡單框架結構，按方法1、2計算各層的剛度都相同，按方法3計算各層的剛度不相同。

　　2：對于高位轉換層（8度三層、7度五層以上），建議人工按《高規(guī)》附錄E.0.2分別建兩個模型計算。

　　14、關于P—△效應：重力二階效應一般稱為P—△效應，在建筑結構分析中指的是豎向荷載的側移效應。當結構發(fā)生水平位移時，豎向荷載就會出現垂直于變形后的的豎向軸線分量，這個分量將增大水平位移量，同時也會增大相應的內力，這在本質上是一種幾何非線性效應。設計者可根據需要選擇考慮或不考慮P—△效應。

　　注意：

　�。�1）這里考慮的是針對結構原始剛度計算的P—△效應，與《混規(guī)》7.3.12條考剛度折減的要求是完全不同的。

　　（2）只有高層鋼結構和不滿足《高規(guī)》5.4.1條的高層混凝土結構才需要考慮P—△效應對應水平力作用下結構內力和位移的不利影響。

　　（3）計算完后設計可打開SATWE文本文件“結構設計信息輸出文件WMASS.OUT文件”，查看是否滿足要求。

　�。�4）高厚比超限的鋼筋混凝土的設計者應特別注意。

　　15、關于上部結構嵌固端的選�。骸陡咭�(guī)》5.2.7條規(guī)定：當地下室頂板作為上部結構的嵌固層時，地下室結構的樓層側向剛度不應小于相鄰上部樓層側向剛度的2倍，而規(guī)范中設計內力調整系數所對應的底層即指嵌固層樓板。因此，正確選取嵌固層就成為結構整體計算是否正確的關鍵。但是目前程序還不能自動判斷嵌固層位置，這就需要設計者人工干預。SATWE提供了兩種考慮基礎回填土對結構約束作用的方法：

　�。�1）方法一：輸入基礎回填土對結構約束的相對剛度，即輸入基礎回填土對結構約束剛度與地下室抗側移側移剛度的比值，若取該參數為0，則認為基礎回填土對結構沒有約束作用，即結構在基礎底板處嵌固。若取該參數為5，則認為結構的地下室部分基本沒有位移，即相當于認為結構在地下室頂板處嵌固。

　�。�2）方法二：指定地下室水平嵌固層數。如對一個有M層地下室的結構，可指定m（m<=M）層地下室沒有水平位移。

　�。�3）首先按實有地下室層數進行第一次計算，先假設回填土對地下室抗側移側移剛度的比值為3，然后打開SATWE文本文件“結構設計信息輸出文件WMASS.OUT文件”，查看地下結構與地上一層抗側移側移剛度的比值，如果。地下結構與地上一層抗側移側移剛度的比值>=2.0，則可認為結構在地下室頂板處嵌固。如果。地下結構與地上一層抗側移側移剛度的比值<2.0，則可認為地上結構不能完全嵌固在地下室頂板處，此時建議將嵌固下移至基礎底板處。

　　注意：1：結構的側剛是結構自身固有的特性，不會因地下室層數的變化而變化。

　　2：當地下室頂板不能作為嵌固上部結構時，單純將地下室結構加入到上部結構進行計算，即認為嵌固層位置在地下頂板以下或更低，則可能造成結構內力與位移計算結果不符合實際，有時甚至導致薄弱層位置變化等，因此在設計時應將兩種計算結果進行比較，取最不利結果作為設計依據。

　　3：設計時應注意無論計算是否考慮地下室外回填土對結構的約束作用，地下室外墻在計算時均未考慮土壓力的作用。[和用戶手冊有矛盾，請測試]

　　關于阻尼比：不同的結構有不同的阻尼比，設計者應區(qū)別對待：鋼筋混凝土結構：0.05小于12層綱結構：0.03大于12層綱結構：0.035綱結構：0.05）

　　按GB50011-2001 8.2.2應該是小于12層綱結構：0.035大于12層綱結構：0.02罕遇地震下的綱結構：0.05

　　四、地震作用的調整

　　1.最小地震剪力調整《抗規(guī)》5.2.5條規(guī)定，抗震驗算時，結構任一樓層的水平地震的剪重比不應小于表5.2.5給出的最小地震剪力系數，此條程序自動調整，無須人工干預。但建議設計者注意查看SATWE文本文件“周期、地震力及振型輸出文件WZQ.OUT”，目的是從中可判斷薄弱層所在樓層。

　　2.0.2V.的調整系數對于框架剪力墻結構，一般剪力墻的剛度很大，剪力墻吸引了大量的地震力，而框架所承擔的地震力很小。對于框架部分，如果按這樣的地震力進行設計，在剪力墻開裂后會很不安全，所以需要讓框架部分承擔至少20%的基底剪力和按框架剪力墻分析的框架部分各樓層地震剪力中最大值1.5倍二者的較小值，以增加框架的安全度，但在考慮調整時還須注意以下幾點：a.對柱少剪力墻多的框架剪力墻結構，讓框架梁柱承擔20%的基底剪力會使放大系數過大，以致梁柱無法設計。所以20%的調整一般只用于主體結構，一旦結構內收則不應往上調整。

　　b.若考慮調整后框架梁柱內力增加過大，可調整文件中的放大系數，程序將按WV02Q.OUT中的系數調整。

　　c.0.20調整的放大系數只針對框架梁柱的彎矩及剪力，不調整軸力。

　　d.對于側向剛度沿豎向分布不均勻的框架—剪力墻結構，如多塔結構或大底盤結構，已不在《抗規(guī)》6.2.13條規(guī)定的范圍內，對這類結構進地調整時需特別注意。

　　e.程序對框剪結構，依據規(guī)范要求進行0.2V0調整，設計者可以指定調整樓層范圍，同時，也可人工干預調整系數。

　　3.豎向不規(guī)則結構地震作用效應調整《抗規(guī)》3.4.3條及《高規(guī)》5.1.14條規(guī)定：樓層側向剛度小于上層的70%或其上三層平均值的80%左時，其薄弱層地震剪力應乘以1.15的增大系數。設計者應注意：此條要求設計者必須指出薄弱層所在樓層，然后程序將根據設計者指定的薄弱層層號，將這些樓層地震作用的內力乘以1.15的增大系數。

　　4.特殊構件地震力調整系數

　�。�1）.轉換梁在地震作用下的內力調整：《高規(guī)》10.2.23條規(guī)定：轉換梁在特一級、一級、二級抗震設計時，基地震作用下的內力分別放大1.8、1.5、1.25倍。設計時注意：設計必須在特殊構件定義時人工定義了轉換梁，則程序會自動對其進行調整。

　　（2）.框支柱在地震作用下的內力調整：《高規(guī)》10.2.7條規(guī)定也要調整，設計時注意：設計必須在特殊構件定義時人工定義了框支柱，則程序會自動對其進行調整。由于調整系數往往很大，為了避免異常情況，程序給出一個控制開關，設計者可決是否對與框支柱相連的框架梁的彎矩剪力進行調整。

　�。�3）.另外對于“不調幅的梁”、“鉸接梁”、“滑動支座梁”、“剛性梁”、“鉸接件”、“鉸接支撐”、“彈性樓板”、“臨空墻”等均需人工定義。

　　5.其它構件地震力調整系數如果整個結構的抗震等級確定，則（除特殊要求構件外）各構件的設計內力調整均由程序自動完成，不需人工干預。

　　五、結構整體性能的控制

　　對于一個建筑結構設計，主要需從以下幾個方面對結構整體性能進行控制：

　　1、水平位移限值（層間位移）

　　高規(guī)4.6.3條按彈性方法計算樓層層間最大位移與層高之比△μ/h宜符合以下規(guī)定：高度不大于150m的高層建筑，其樓層層間最大位移與層高之比△μ/h不宜大于表4.6.3的限值；高度等于或大于250m的高層建筑，其樓層層間最大位移與層高之比△μ/h的限值不宜大于1/500；高度在150m～250m之間的高層建筑，其樓層層間最大位移與層高之比△μ/h的限值按本條第一款和第二款的限值線性插入取用。

　　注意：

　　a.樓層層間最大位移△μ以樓層最大的水平位移差計算，不扣除整體彎曲變形。

　　b.抗震設計時，本條規(guī)定的樓層位移計算不考慮偶然偏心的影響。

　　2.位移比控制《高規(guī)》4.3.5條規(guī)定，結構平面布置應減少扭轉的影響。在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構件的最大水平位移和結構層間位移，A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.5倍；B級高度高層建筑、混合結構最高層建筑及本規(guī)程第10章所指的復雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層的1.4倍。

　　注意：

　　a、這條要求主要是限制結構平面布置的不規(guī)則性；

　　b.若結構中有不與樓板相連的構件或定義了彈性樓板，那么，那么，程序輸出結果與規(guī)范要求不同，此時，需要由設計者依據剛性樓板假定條件下的分析結果。

　　c.查看這個比值須是在考慮偶然偏心影響，并強制假設在剛性樓板下的情況下；d.這個不是硬性指標，是計算方法的問題。規(guī)范中的各種位移比實際上是來控制結構的扭轉效應不能太大的，扭轉效應只有在剛性樓板的假定下才有意義，可以想象，如果不考慮剛性樓板假定，那么樓板薄弱的地方位移就會偏大些，樓板強的地方位移就會小一些，這些都是局部的變化，用這樣的位移算出來的位移比是毫無意義的，不能反映整個結構的扭轉情況，所以計算位移比時應該在剛性樓板假定的條件下進行。

　　3.周期比控制《高規(guī)》4.3.5條規(guī)定，結構扭轉為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比，A級高度高層建筑不應大于0.9，B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及本規(guī)程第10章所指的復雜高層建筑不應大于0.85.注意：a、這條要求主要是限制結構的抗扭剛度不能太弱。b、提醒大家解決扭轉，要注意做好加減法。

　　4.層剛度比控制

　�。�1）.《高規(guī)》4.4.2條及《抗規(guī)》3.4.2條規(guī)定，抗震設計的高層建筑結構，其樓層側向剛度不宜小于相鄰上部樓層側向剛度的70%或其上相鄰三層側向剛度平均值的80%.如不滿足則應按薄弱層對待。

　�。�2）.轉換層上、下結構側向剛度的要求：《高規(guī)》附錄E及《抗規(guī)》附錄E規(guī)定：a.底部大空間為1層時，其轉換層上、下層側向剛度比宜為1，抗震設計時不應大于2，非抗震設計時不應大于3. b.底部大空間層樓大于1層時，其轉換層上、下層側向剛度比宜為1，抗震設計時不應大于1.3，非抗震設計時不應大于2. c.當轉換層設置在3層及3層以上時，其樓層側向剛度尚不應小于相鄰上部樓層側向剛度的60%.（3）.《高規(guī)》5.3.7條 高層建筑結構計算中，當地下室頂板作為上部結構嵌固部位時，地下室結構樓層側向剛度不應小于相鄰上部結構樓層側向剛度的2倍。

　　表4.6.3樓層層間最在位移與層高之比的限值結構類型△μ/h限值框架 1/550框架—剪力墻、框架—核力筒、板柱—剪力墻 1/800筒中筒、剪力墻 1/1000框支層 1/1000多（高）層鋼結構 1/300（1/250）

　　注意：

　　a.當地下室不能滿足嵌固部位的樓層側向剛度比規(guī)定的，有條件的，可增加地下室的側向剛度。

　　b.沒有條件時，將主體結構的嵌固部位下移至符合要求的部位，如筏形基礎頂面或箱型基礎頂面。

　　5.高層建筑結構的整體穩(wěn)定的控制《高規(guī)》5.4.4（強規(guī)）高層建筑結構的穩(wěn)定應符合下列規(guī)定：

　　（1）剪力墻結構，框架—剪力墻結構，筒體結構應符合下式要求：EJd＞1.4H2ΣGi

　�。�2）框架結構應符合下式要求：Dj＞10ΣGi/hi注意：

　　a.計算完后設計可查看SATWE文本文件“結構設計信息輸出文件WMASS.OUT”，查看是否滿足要求。

　　b.大量的工程經驗說明：只要高寬比在規(guī)范允許的范圍內，其整體穩(wěn)定性總是滿足的。但設計時，對于高寬比超限的結構要特別注意。

　　6.框架—剪力墻結構中框架承擔的傾覆力矩控制《高規(guī)》8.1.3條及《抗規(guī)》6.1.3條規(guī)定：抗震設計的框架—剪力墻結構，在基本振型地震作用下，框架部分承受的地震傾覆力矩大于結構部傾覆力矩大于結構部傾覆力的50%時，其框架部分的抗震等級應按框架結構采用；否則其框架部分的抗震等級應按框架—剪力墻結構中的框架采用，程序按《抗規(guī)》6.1.3條的條文說明給出了框架部分承擔的的傾覆力矩的計算方法Mc=ΣΣVijhi設計者可查看SATWE文本文件“結構設計信息輸出文件WMASS.OUTWMASS.OUT”，查看是否滿足要墳。

　　六、計算結果正確性的判斷

　　〈高規(guī)〉5.1.16條及〈抗規(guī)〉3.6.5條均有要求：對結構分析軟件的計算結果，應進行分析判斷，確認其合理，有效后方可作為工程設計依據。如何判斷？當然只能依靠概念設計來判斷：概念設計是一種設計的思路，可以認為是定性的設計，概念設計不以精確的力學分析、生搬硬套的規(guī)范條文為依據，而是由我們對工程進行概括的分析，制定設計目標，采取相應措施，概念設計概念包括安全度的概念、力學的概念、材料的概念、荷載的概念、地震的概念、施工的概念、使用的概念等等。概念設計要求我們融合這些概念，并貫徹到結構方案設計、結構構件布置、計算簡圖抽象、計算結果處理中。對理論無法明確的部位，要有定義的認識。建議大家對計算結果從以下方面檢查：

　　1、檢查原始數據是否有誤，特別是是否遺漏荷載；

　　2、計算簡圖是否與實際相符，計算程序是選得正確；

　　3、對計算結果分析：檢查設計參數是否選擇合適；檢查“七種比值”即：

　�。�1）柱及剪力墻軸壓比是否滿足要求，主要為控制結構延性；

　�。�2）剪重比：主要為控制各樓層最小地震剪力，確保結構安全性；

　�。�3）剛度比：主要為控制結構豎向規(guī)則性，以免豎向剛度突形，形成薄弱層；

　�。�4）位移比：主要為控制結構豎向規(guī)則性，以免形成扭轉，對結構產生不利影響；

　�。�5）周期：主要為控制結構的扭轉效應，減少扭轉對結構帶來不利影響（此時要注意：第一、二震型在高層建筑中不能發(fā)扭轉為主第二振震型不能以`扭轉為主）；

　�。�6）剛重比：主要為控制結構的穩(wěn)定性，以免結構產生滑移和傾覆；

　�。�7）有效質量比：主要為控制結構的地震力是否全計算出來。

　　以上這七種比值規(guī)范中均有明確要求。

　　4.另外大家也要注意超配筋信息文件，對超配筋的處理。

　　七、結束語

　　高層建筑結構設計中應注重概念設計，重視結構的選型和平、立面布置的規(guī)則性，擇優(yōu)選用抗震和抗風性能好且經濟合理的結構體系，加強構造措施。在抗震設計中，應保證結構的整體抗震性能，使整個結構具有必要的承載力、剛度和延性。應該來講概念設計在初步設計階段特別重要，設計中不能陷入只憑計算的誤區(qū)，不要盲目的依賴計算結果。

　　結構抗震概念設計的目標是使整體結構能發(fā)揮耗散地震能量的作用，避免結構出現敏感的薄弱部位，地震能量的耗散僅集中在極少數薄弱部位，導致結構過早破壞�，F有抗震設計方法的前提之一是假定整個結構能發(fā)揮耗散地震能量的作用，在此前題下，才能以多遇地震作用進行結構計算、構件設計并加以構造措施，或采用動力時程分析進行驗算，試圖達到罕遇地震作用下結構不倒塌的目標。對一個結構并非設計得越剛強越好，一個好的設計應該是“結構剛度、承載力、延性、經濟性完美的匹配”。

　　參考文獻

　　1.建筑抗震設計規(guī)定（GB50011-2001）

　　2.混凝土結構設計規(guī)范（GB50010-2002）

　　3.高層建筑混凝土技術規(guī)程（JGJ3-2002）

　　4.中國建筑科學研究院編制的PKPM系軟件2003年5版雜志編者按語在2005年第4期《PKPM新天地》中的“縱論建筑結構設計新規(guī)范與軟件SATWE的合理應用（上）”一文中提到“注意：

　　a、彈性樓板僅適用于高層鋼筋混凝土結構；

　　b、不適用于多層鋼筋混凝土結構及鋼結構建筑；

　　c、對于多層鋼筋混凝土結構及鋼結構建筑中存在有彈性樓板時，可以近似按洞口處理，但要注意人工將荷載分配到四周的梁上。這段文字是不正確的。

　　彈性樓板假定的應用，并不是針對結構的高度來設置，主要是針對樓板的布置，結構的類型等情況選擇不同的樓板假定，來反映各種結構的受力特性和傳力途徑，滿足各種結構的設計要求。對于各種樓板的應用范圍可采用如下方法確定：彈性樓板6假定是采用殼單元真實地計算樓板平面內和平面外的剛度。從理論上講，彈性樓板6最符合樓板的實際情況，可用于任何工程。但部分豎向樓面荷載將通過樓板面外剛度直接傳遞給豎向構件，導致梁的彎矩減小。相應的配筋也會減小，造成梁的安全儲備減小。困此，我們建議彈性樓板6一般用于板柱結構和板柱抗震墻結構的計算。

　　彈性樓板3假定樓板平面內無限剛，程序僅真實地計算樓板平面外剛度，是針對厚板轉換層結構的轉換厚板提出的�？紤]厚板轉換層的板厚一般在1m以上，面內剛度很大，面外剛度是結構傳力的關鍵，程序采用中厚板彎曲單元計算樓板的平面外剛度。

　　彈性膜假定采有平面應力膜單元真實計算樓板的平面內剛度，忽略樓板的平面外剛度。主要針對空曠的工業(yè)廠房地產體育場館結構、樓板局部開大洞結構、樓板平面較長或在較大凹入以及平面弱連接結構等。